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1.
多目标粒子群优化算法在薄板冲压成形中的应用   总被引:6,自引:1,他引:5  
有限元分析与优化算法相结合来提高板料的成形质量、缩短设计周期己在板料成形领域得到广泛的研究.传统的优化方法主要是将多目标问题转化为单目标问题进行研究,然而,评价一个板料的成形质量应该是多方面的(如拉裂、起皱和成形不足等)并且各个质量特性之间可能会发生相互冲突.因此直接采用多目标优化算法来提高板料的成形性具有非常重要的现实意义.采用自主开发的STLMesher软件建立模具的参数化模型,在此基础上将试验设计、能代表实际冲压过程精度较高的近似模型和多目标粒子群优化算法相结合,获得了一组最小化起皱和拉裂缺陷的非劣解.在板料成形优化过程中调用的是近似模型,大大减少了调用有限元模型的次数,提高了优化效率.为指导工程设计人员快速有效地从非劣解集中挑选出一组成形效果最好的解,提出最小距离选解法,选出的解实现了对起皱和拉裂缺陷的优化,提高了板料的成形性能.数字算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性.  相似文献
2.
基于6σ的稳健优化设计在薄板冲压成形中的应用   总被引:5,自引:5,他引:2  
薄板冲压成形过程中,其设计变量和噪声因素都具有一定的波动,都存在不确定性.传统的优化设计由于忽略不确定因素的影响,当设计变量产生波动时,往往会导致设计最优目标超出约束界限或者目标函数对设计变量的波动极为敏感,从而使设计失效.采用自主开发的STLMesher软件建立了模具的参数化模型,在此基础上将试验设计、能代表实际冲压过程精度较高的近似模型和蒙特卡罗模拟技术相结合,构造了基于产品质量工程的6σ稳健优化设计方法.该方法在设计初始阶段就考虑了各种不确定因素的影响,因此在获得近似最优解的同时能够提高设计变量的可靠性和目标函数的稳健性,大幅提高产品的质量.在优化过程中调用的是近似模型,能大大减少调用有限元模型的次数,提高优化效率.算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性.  相似文献
3.
汽车结构的耐撞性及碰撞吸能优化是一个涉及到多变量、多约束和多目标的优化过程.为克服常规响应面法在整个设计空间进行逼近导致精度低和传统的单目标优化设计只能针对其中的一个目标进行优化的缺陷.提出采用逐次逼近方法,通过移动、缩放等方式在设计空间中不断更新兴趣域,在不同的兴趣域中将试验设计、能代表实际碰撞过程精度较高的近似模型和多目标粒子群优化算法相结合,获得一组最小化各目标函数的非劣解.利用最小距离选解法快速有效地从非劣解集中挑选出一组耐撞性效果最好的解并以此解作为下一迭代步兴趣域的中心,直到收敛至最优解,最终优化解的各个目标函数值均得到提高.数字算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性.  相似文献
4.
基于移动最小二乘响应面方法的整车轻量化设计优化   总被引:2,自引:2,他引:6  
汽车轻量化是汽车产业发展方向之一,也是一个汽车厂商和国家技术进步、先进程度的重要标志.优化汽车的结构设计是实现汽车轻量化的有效途径之一,文中采用拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高了计算效率,将基于移动最小二乘拟合的响应面近似模型引入到整车正碰优化设计的复杂系统中,并利用序列响应面优化方法对近似模型进行优化,避免了整车碰撞传统优化设计方法计算量大,且在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点.在满足了CMVDR294安全法规的同时,使汽车车身一些部件的板厚达到合理的配置,从而达到使汽车重量得到一定程度的减轻的目的.  相似文献
5.
缩减基法在汽车车架分析中应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
在汽车车架分析中引入一种超高速计算方法——缩减基法。缩减基法的计算过程分为离线阶段和在线阶段,离线阶段中建立车架的参数设计空间,计算与设计参数无关的项,在线阶段中选取新设计参数即可快速得到计算结果。将缩减基法结果与有限元结果进行比较,对误差进行了分析。计算实例表明,缩减基法可快速甚至实时地得到计算结果,且有很高的计算精度。  相似文献
6.
基于代理模型的变复杂度方法在板料成形优化中的应用   总被引:1,自引:1,他引:1  
板料成形优化中存在一些缺陷问题,如一步法与优化算法相结合时精度低、增量法与优化算法直接结合时效率低以及通过传统构造代理模型的方法构造高精度的代理模型时需要大量增量法模拟结果.为了充分发挥一步法和增量法各自的优点,提出采用变复杂度方法通过较少次数的试验样本点数据先在一步法和增量法间建立一个差值补偿响应面模型.通过一步法和差值补偿响应面模型构造新的试验样本点,在新构样本点和原有用增量法计算的样本点数据基础上建立移动最小二乘法代理模型,建立的移动最小二乘法代理模型精度和效率都较高.利用粒子群优化算法对移动最小二乘法代理模型进行优化求解.将该方法应用到了汽车某内板的成形性优化中,优化的结果显著地提高了板料的成形性.算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性.  相似文献
7.
基于板料网格变形的翻边工序修边线确定方法   总被引:1,自引:1,他引:0  
车身零件翻边前一般有修边工序,需要准确的修边线,否则翻边后零件达不到零件尺寸要求。为减少修边模的开发周期和成本,提出一种基于板料网格变形的修边线确定方法。在零件毛坯上蚀刻上正方形网格,进行翻边前的一些工序;根据估计的修边线,得到翻边前的零件形状,测量出翻边前在修边区域上各网格点的坐标;对零件进行翻边,测量出翻边前后在修边区域上各网格点的坐标;根据翻边前后的零件网格以及翻边后零件的边缘线,通过翻边前后网格比例变形关系确定出翻边前修边线位置。如果试冲零件边缘线有误差,可反复采用这种方法优化修边线。这种方法可在模具调试或在仿真中采用。采用一个汽车地板零件的修边线确定算例,验证了上面提出的方法的可行性。  相似文献
8.
基于Kriging近似模型的汽车乘员约束系统稳健性设计   总被引:1,自引:1,他引:2  
在汽车乘员约束系统的设计过程中,其设计变量具有一定的不确定性.传统的优化设计由于忽略了不确定因素的影响,当设计变量产生波动时,往往会导致目标超出约束边界或目标函数对设计变量的波动极为敏感,从而使设计失效.针对某款微型客车,通过乘员损伤分析软件建立该车的正面碰撞乘员约束系统仿真模型并对模型进行验证.基于该模型将试验设计、Kriging近似模型和蒙特卡罗模拟技术相结合,构造基于产品质量工程的6σ稳健性优化设计方法,实现对设计目标的优化并提高了设计变量的可靠性和目标函数的稳健性.工程算例表明,该方法在乘员约束系统设计方面具有较强的工程实用性.  相似文献
9.
基于一种新型三角形壳元的汽车车身部件模态分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析.壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁.问题模型首先离散成可自动生成的非结构三角形网格,并在三角形网格的基础上进一步形成基于边的积分区域.提出一种基于边的局部坐标系统,并在局部坐标系内通过梯度光滑技术获得积分域内的光滑应变,从而调节系统刚度,有效地改善结果的精度.基于光滑迦辽金格式构造离散系统方程,并建立基于边光滑三角形壳元的刚度矩阵和质量矩阵列式,对复杂的汽车车身部件进行模态分析.通过与现有软件和参考结果的对比,验证所提算法的有效性和高精度.  相似文献
10.
针对板料成形过程仿真中计算效率低以及四边形单元几何逼近性差的问题,提出一种基于边光滑三角形壳元(Edge-based smoothed triangular shell element,EST)和图形处理器(Graphics processing unit,GPU)的板料成形并行计算方法。根据EST壳元及板料成形过程显式求解的特点,该方法采用将最小计算单位与线程一一对应的方式进行数组的求解,同时,采用并行缩减的方法进行单值的求解,实现了整个计算过程的细粒度并行。考虑到GPU并行计算系统的特点,采用由CPU进行主控,由GPU进行数值求解的程序架构,并以统一计算架构(Compute unified device architecture,CUDA)作为GPU编程环境,编制相应的程序。通过算例表明,与传统CPU串行计算方法相比,在计算精度一致的情况下,当计算模型单元数超过20 000个时,基于GPU的并行计算方法可以获得35倍以上的计算加速比,显著减少板料成形仿真的计算时间。  相似文献
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